微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝對(duì)泡核形態(tài)影響的研究.pdf

1、隨著塑料原料價(jià)格的不斷上升，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下節(jié)約塑料原料是目前研究的熱點(diǎn)之一。微細(xì)發(fā)泡成型方法便應(yīng)運(yùn)而生了，成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。微發(fā)泡塑料是指泡孔直徑在5～100μm之間，泡孔密度為109～1015個(gè)/cm3的泡沫塑料。通過將二氧化碳或氮?dú)庾⑷刖酆衔锶垠w中，形成單一相溶體，利用體系的熱力學(xué)不穩(wěn)定性在塑件內(nèi)部形成微孔結(jié)構(gòu)。眾多研究表明微孔注塑件的性能主要取決于所生成的微孔大小和數(shù)量，而泡核形態(tài)是影響最終微孔大小和數(shù)量的基本因素。

2、因此研究工藝參數(shù)與泡核形態(tài)間的關(guān)系，得到兩者間的關(guān)系模型對(duì)實(shí)際生產(chǎn)至關(guān)重要。 本文旨在研究微細(xì)發(fā)泡的成核模型，在此基礎(chǔ)上，借助數(shù)值模擬方法研究成型工藝與成核密度和泡孔最終尺寸間的關(guān)系。 首先，本文從研究經(jīng)典成核理論原理著手，分析了微細(xì)發(fā)泡注塑成型的成核機(jī)理，提出經(jīng)典成核理論與實(shí)際成核過程存在的差別，指出造成這些差異的主要原因是由于超臨界氣體溶入到聚合物熔體中，引起聚合物基體的自由能變化，而在經(jīng)典成核理論中沒有考慮這些因素

3、引起的體系自由能的改變。 其次，在經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上，分析了成核前后聚合物基體自由能的改變，修正了經(jīng)典成核理論的自由能壘計(jì)算公式，得到改進(jìn)的理論模型。并通過PS/N2發(fā)泡體系對(duì)改進(jìn)模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，表明改進(jìn)的成核理論模型更符合實(shí)際成核過程。 接著，利用改進(jìn)的成核理論模型，結(jié)合數(shù)值模擬和田口實(shí)驗(yàn)方法研究了飽和壓力，熔體溫度和氣體濃度等主要工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響，得出各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響規(guī)律和權(quán)重，為實(shí)際生產(chǎn)中工藝參

4、數(shù)的調(diào)整提供理論指導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，利用多元回歸法，考慮工藝參數(shù)對(duì)微孔直徑的影響規(guī)律，建立了工藝參數(shù)和微孔直徑的數(shù)學(xué)模型。并對(duì)回歸模型進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，表明該模型能夠很好的反映工藝參數(shù)與微孔直徑間的關(guān)系。 最后，將研究結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)實(shí)例中，以薄壁盒形件為研究案例，通過Moldflow模擬實(shí)驗(yàn)，從注塑壓力、注塑成型周期和產(chǎn)品翹曲變形三方面分析了微細(xì)發(fā)泡注塑成型方法與傳統(tǒng)注塑成型方法的區(qū)別，結(jié)果表明微細(xì)發(fā)泡注塑成型能夠有效縮短注塑成